Kiến thức về biến đổi khí hậu (chương 4)

Kỹ năng của các RCM trong trường hợp này phụ thuộc vào bản chất động lực học và vật lý của mô hình, như hệ phương trình mô tả trạng thái khí quyển, hệ tọa độ, phương pháp tích phân thờ[r]

Phƣơng pháp xây dựng kịch BĐKH

CHƢƠNG PHƢƠNG PHÁP XÂY DỰNG KỊCH BẢN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

4.1 Các kịch phát thải khí nhà kính 4.1.1 Khái niệm kịch phát thải khí nhà kính

Kịch hình ảnh tƣơng lai Kịch khơng phải kết dự đốn hay dự báo Mỗi kịch tranh tưởng tượng dựa suy luận có khoa học phát triển tương lai xảy

Những hoạt động người vài thập kỷ gần làm tăng đáng kể nồng độ KNK khí quyển, từ làm gia tăng nhiệt độ toàn cầu Sự phát thải KNK hoạt động người định nhiều yếu tố khác nhau, tăng dân số, phát triển kinh tế - xã hội tiến khoa học kỹ thuật, v.v Do đó, có biến động lớn tương lai Với mục đích hỗ trợ cho việc phân tích, đánh giá BĐKH tác động nó, tìm giải pháp thích ứng giảm thiểu BĐKH, kịch phát thải KNK đời Kịch phát thải công cụ hữu hiệu để phân tích ảnh hưởng nhân tố lên tình trạng phát thải, từ đưa “viễn cảnh” để lựa chọn cho tương lai Các kịch phát thải KNK xây dựng dựa thay đổi nhân tố kinh tế, dân số, trị hay cơng nghệ

Các kịch phát thải thành tố trung tâm đánh giá BĐKH Phát thải KNK yếu tố đầu vào mơ hình khí hậu để đánh giá BĐKH tương lai Kết BĐKH xảy tương lai, với nhân tố khác phát triển kinh tế, tăng dân số điều kiện môi trường cung cấp thông tin cho phép đánh giá mối đe dọa, tác động xấu xảy chiến lược thích ứng Những nhân tố hình thành kịch đồng thời cung cấp sở cho đánh giá chiến lược giảm thiểu xây dựng sách để ứng phó với BĐKH

Từ vài thập kỷ gần đây, nhiều nghiên cứu toàn cầu sử dụng kịch công cụ để tiếp cận lượng khí CO2 KNK khác phát thải tương lai Một kịch cuối thập kỷ 1970s tiến hành Viện Quốc Tế Phân tích Hệ thống ứng dụng (http://www.iiasa.ac.at) nghiên cứu có tên Năng lượng giới hữu hạn (Energy in a Finite World) Tiếp có số nghiên cứu khác lĩnh vực Tuy nhiên, phải đến báo cáo IPCC cơng bố kịch phát thải KNK tương lai đóng vai trị thực quan trọng

luôn biến đổi Tuy nhiên, để so sánh mức độ tác động thành phần nhằm dự báo khí hậu tương lai, dù nhân tố biến đổi, IPCC định đưa kịch phát thải KNK xây dựng dựa giả định giới tương lai chuỗi kịch IPCC phát triển công bố vào năm 1990, 1992 2000 thay đổi đáng kể theo thời gian cách phân loại, giả thiết phương pháp sử dụng Kịch sớm

SA90 (1990 IPCC Scenario A), kịch IS92 (IS92a-IS92f) đưa năm 1992, kịch SRES (Special Report on Emissions Scenarios) ban hành thức năm 2000

4.1.2 Kịch SA90

Tháng 01 năm 1989, Nhóm Làm việc Chiến lược Ứng phó RSWG (the Response Strategies Working Group) yêu cầu nhóm chuyên gia Hà Lan Mỹ chuẩn bị tập hợp kịch phát thải tồn cầu cho khí CO2, CH4, N2O, CFCs, NOx CO đến năm 2100 Các kịch hoàn thành vào tháng 12 năm 1989 sử dụng làm đầu vào cho mơ hình tồn cầu để đánh giá BĐKH tương lai (theo IPCC, 1990a b)

Trong kịch SA90 (bao gồm kịch A, B, C, D), dân số giả thiết tiệm cận 10,5 tỉ người nửa sau kỷ 21 Phát triển kinh tế giả thiết tăng khoảng 2-3%/năm thập kỷ tiếp sau nước OECD (Tổ chức Hợp tác Phát triển kinh tế) từ 3-5% Đông Âu nước phát triển Mức độ tăng trưởng kinh tế giả thiết giảm sau

Đối với kịch A (Scenario A hay gọi kịch BaU – Business-as-Usual), giả thiết đưa lượng than đá sử dụng nhiều hiệu sử dụng lượng cải thiện Sự quản lý mônôxit cacbon (CO) kém, phá rừng tiếp tục khu rừng nhiệt đới bị suy kiệt; phát thải khí mêtan ơxit nitơ từ hoạt động nông nghiệp không quản lý Nghị định thư Montreal nhằm hạn chế khí CFCs đưa vào thực với tham gia không đầy đủ từ nước

Trong kịch B (Scenario B), cung cấp lượng chuyển dịch phía cacbon thấp Hiệu

sử dụng lượng tăng cao Việc quản lý CO thực chặt chẽ Các khu rừng bảo toàn Nghị định thư Montreal thực cách toàn diện

Trong kịch C (Scenario C), chuyển dịch theo hướng lượng tái tạo lượng hạt

nhân đưa nửa cuối kỷ 21 Các hợp chất CFCs ngừng sản xuất phát thải nông nghiệp hạn chế

Với kịch D (Scenario D), chuyển dịch theo hướng lượng tái tạo lượng hạt

nhân xuất từ nửa đầu kỷ 21 mức phát thải đạt đến độ ổn định nước công nghiệp Kịch mức độ quản lý nghiêm ngặt nước công nghiệp kết hợp với mức tăng trưởng trung bình phát thải nước phát triển làm ổn định nồng độ khí Phát thải khí cácbơnic đến kỷ 21 giảm đến 50% so với mức độ phát thải năm 1985

Hai năm sau đưa kịch SA90, IPCC đưa kịch phát thải gọi

kịch IS92 cho thời đoạn từ 1990 đến 2100 Các kịch IS92 theo nhiều khía cạnh tiến Đây kịch toàn cầu cung cấp thông tin đầy đủ KNK, kịch cung cấp thông tin phát thải cho SO2

6 kịch phát thải từ IS92a đến IS92f, đưa vào năm 1992 Các giả thiết sử dụng cho kịch IS92 đến chủ yếu từ kết dự báo công bố tổ chức quốc tế lớn từ phân tích chuyên gia Các tiền đề cho kịch IS92a IS92b giống cập nhật với kịch SA90 sử dụng báo cáo IPCC lần thứ năm 1990 IS92a chấp nhận rộng rãi kịch tiêu chuẩn dùng để sử dụng cho nghiên cứu đánh giá tác động, khuyến nghị IPCC ban đầu kịch IS92 cần sử dụng để biểu diễn khoảng bất định phát thải Theo kịch này, dân số tăng lên đến 11,3 tỉ người vào năm 2100 tăng trưởng kinh tế đạt trung bình 2,3% năm từ 1990 đến 2100, với việc sử dụng kết hợp nguồn lượng truyền thống nguồn lượng tái tạo Phát thải KNK nhiều kịch IS92e kết hợp mức tăng trưởng dân số trung bình, tăng trưởng kinh tế cao, sử dụng nhiều lượng hóa thạch khơng sử dụng nguồn lượng hạt nhân Ở phía cực trị ngược lại, IS92c kịch mà phát thải CO2 giảm xuống thấp mức phát thải năm 1990 Kịch giả thiết dân số tăng, sau giảm từ kỷ 21, mà kinh tế tăng trưởng chậm có số yếu tố hạn chế nguồn cung lượng hóa thạch

Hình 4.1 Phát thải khí CO2trong kỉ tới theo kịch IPCC 1992

Năm 1994, IPCC đánh giá lại kịch IS92 cho thấy tính đột phá chúng cơng bố Các kịch mơ tả tình hình phát thải KNK quy mơ tồn cầu khu vực Đồng thời, đánh giá hạn chế kịch việc xác định cường độ phát thải CO2 tính theo lượng chưa đề cập đến khác biệt đáng kể thu nhập bình quân nước phát triển phát triển sau kỷ

IS92 Bên cạnh đó, dự án phát thải nước thuộc Tổ chức Hợp tác Phát triển Kinh tế (OECD) dẫn đến thay đổi luật, hay sửa đổi đạo luật khơng khí Hoa Kỳ, nghị định thư lần thứ II Châu Âu Sunfua không phản ánh kịch IS92 Sự tan rã nước Đông Trung Âu; đời nước độc lập tách từ Liên Bang Xơ Viết khơng tính đến xây dựng IS92 Ngồi cịn có phát triển mơ hình tổng hợp cho phép đánh giá tác động nội thành phần lượng, kinh tế, thay đổi sử dụng đất, từ có đánh giá tác động qua lại phát thải tác động khí hậu

IPCC 1994 cần phát triển kịch phải đạt bước tiến như:

- Ước lượng tình trạng phát thải tương lai, chi tiết cho trường hợp sử dụng đất khác

- Cập nhật thông tin thay đổi tình hình kinh tế giới

- Mở rộng khoảng phát triển kinh tế - xã hội, bao gồm thu hẹp thu nhập bình quân nước phát triển nước công nghiệp

- Kiểm định xu hướng đánh giá mức độ thay đổi công nghệ - Đánh giá hậu kinh tế thị trường kinh tế tư nhân

- Phản ánh cam kết phát thải liên quan với Công ước khung LHQ BĐKH IPCC 1994 bốn hướng sử dụng kịch phát thải IS92 là:

- Cung cấp đầu vào cho việc đánh giá hậu khí hậu mơi trường phát thải KNK

- Cung cấp sở tương tự với can thiệp trị để giảm phát thải KNK - Cung cấp đầu vào cho việc định khả ứng phó giảm thiểu chi phí cần thiết khu vực vùng kinh tế khác

- Cung cấp sở cho thương lượng giảm phát thải KNK 4.1.4 Kịch SRES

kịch phát thải dựa đánh giá tổng hợp, sử dụng mô hình khác “q trình mở” có tham gia phản hồi ý kiến từ nhiều cá nhân, tổ chức Bộ kịch trình bày phát thải liên quan đến hoạt động người hầu hết loại KNK (Bảng 4.1) Các kịch bao trùm khoảng phát thải KNK lớn theo tài liệu kịch xuất Ví dụ phát thải CO2 vào năm 2100 khoảng từ 40 tỷ cacbon nguyên tử (GtC), tức gần mức phát thải năm 1990 gấp lần mức phát thải

Bảng 4.1 Tên cơng thức hóa học (hoặc ký hiệu) KNK đề cập kịch phát thải

Cácbônic CO2

Mônôxit cacbon CO

Hydro clorua florua cacbon HCFCs Hydro florua cacbon HFCs

Mêtan CH4

Ôxit nitơ N2O

Các ôxit nitơ NOx

Hợp chất hữu dễ bay

khơng chứa mê tan NMVOCs Các hóa chất flo hóa PFCs

Điơxit sunfua SO2

Hexaflo sunfua SF6

Các kịch SRES hướng vào ba mục đích là:

- Cung cấp đầu vào cho việc đánh giá hậu khí hậu mơi trường phát thải KNK

- Cung cấp đầu vào cho việc định khả ứng phó giảm thiểu chi phí cần thiết khu vực vùng kinh tế khác

- Cung cấp sở cho thương lượng giảm phát thải KNK

Các mục đích khơng bao gồm sách cụ thể cho việc giảm phát thải KNK Do vậy, trực tiếp sử dụng kịch cho mục đích thứ hai kịch IS92 (xem phía trên) Thay vào đó, chúng sử dụng trường hợp tham khảo để xây dựng thỏa hiệp trị

- Nhóm II, bao gồm nhà phân tích, đánh giá tác động, ảnh hưởng dựa sản phẩm nhóm I Việc phân tích, đánh giá tác động vào kiến thức liên quan thay đổi kinh tế - xã hội, tác động BĐKH tới hệ sinh thái người phụ thuộc vào nhiều nhân tố

- Nhóm III, phân tích phương án giảm thiểu để ứng phó với BĐKH

Những vấn đề quan tâm nhóm sử dụng tạo nhu cầu tự nhiên mà kịch phát thải cần thỏa mãn Ví dụ nhà mơ hình hóa khí hậu người phân tích, đánh giá tác động cần kịch quy mô khoảng 100 năm dài đòi hỏi thời gian phản ứng lại hệ thống khí hậu Nhưng nhà hoạch định sách lại cần tập trung vào quy mô trung hạn, từ 20 đến 50 năm Các kịch phát thải cần thu thập đủ thơng tin có hiệu cho nhóm sử dụng khác

Trong việc xây dựng kịch phát thải IPCC, đồng thức Kaya đóng vai trị hạt nhân Đồng thức lấy theo tên nhà kinh tế học lượng Nhật Bản Yoichi Kaya, biểu diễn dạng:

F = P × (G / P) × (E / G) × (F / E) = P × g × e × f

trong F phát thải CO2 hoạt động người, P dân số, G tổng sản phẩm nội địa GDP g=(G/P) GDP theo đầu người; E mức tiêu thụ lượng tổng cộng e=(E/G) mật độ lượng tính theo GDP, nghĩa lượng sử dụng cho đơn vị GDP; f=(F/E) mật độ cacbon theo lượng, nghĩa mức độ phát thải cacbon đơn vị lượng tiêu thụ

Đồng thức Kaya đơn giản, dựa số liệu có được, đồng thức công cụ để tính tốn phát thải CO2 Các kịch đưa giả thiết phát triển thành phần P, g, e, f tương lai Dự tính tăng trưởng dân số thực độc lập nghiên cứu nhân học; xu hướng GDP theo đầu người, mật độ lượng theo GDP mật độ cacbon theo lượng thực kinh tế thống kê kinh tế lượng Các dự tính phát thải cacbon sở để dự tính nồng độ CO2và BĐKH tương lai

4.1.4.1 Các họ kịch bản gốc của SRES

Hình 4.2 Bốn họ kịch với nội dung minh họa hai chiều Hai chiều kinh tế mơi trường, toàn cầu khu vực

Nội dung họ kịch gốc tóm tắt sau:

- Kịch gốc A1: Mô tả giới tương lai với phát triển kinh tế nhanh, dân số giới tăng đạt đỉnh vào khoảng kỷ 21 giảm dần sau đó; công nghệ phát triển nhanh hiệu Các đặc điểm bật tương đồng khu vực, tăng cường giao lưu văn hóa, xã hội, thu hẹp khác biệt thu nhập vùng Họ kịch A1 phát triển thành nhóm dựa hướng phát triển công nghệ hệ thống lượng:

+ A1T: trọng đến việc sử dụng nguồn lượng phi hoá thạch (kịch phát thải thấp)

- Kịch gốc A2 (kịch phát thải cao): Mô tả thể giới không đồng Các đặc

điểm bật tính độc lập, bảo vệ đặc điểm địa phương, dân số giới tiếp tục tăng, kinh tế phát triển theo định hướng khu vực, thay đổi công nghệ tốc độ tăng trưởng kinh tế tính theo đầu người chậm riêng rẽ so với họ kịch khác

- Kịch gốc B1 (phát thải thấp): Thể giới tương đồng với dân số giới đạt

đỉnh vào kỷ 21 giảm xuống sau giống họ kịch gốc A1, có thay đổi nhanh chóng cấu trúc kinh tế theo hướng kinh tế dịch vụ thông tin, giảm cường độ tiêu hao nguyên vật liệu; phát triển công nghệ sử dụng hiệu tài nguyên; trọng đến giải pháp toàn cầu bền vững kinh tế, xã hội môi trường

- Kịch gốc B2 (phát thải trung bình):Mơ tả giới với nhấn mạnh vào giải pháp

địa phương bền vững kinh tế, xã hội môi trường Dân số giới tăng trưởng liên tục thấp A2, phát triển kinh tế mức trung bình, chuyển đổi cơng nghệ chậm khơng đồng B1 A1 Cũng hướng đến việc bảo vệ môi trường công xã hội, B2 tập trung vào quy mô địa phương khu vực

Để xây dựng kịch phát thải, IPCC sử dụng mơ hình Chính nhắc đến kịch phát thải IPCC, ta thường thấy chúng gọi tên A1B-MARIA, A2-MESSAGE Có thể thấy tên gọi gồm hai phần họ kịch mơ hình sử dụng để đưa kết Các mơ hình đƣợc sử dụng bao gồm:

- AIM: Mơ hình tổng hợp Châu Á Thái Bình dương (Asian Pacific Integrated Model), Học viện Quốc gia nghiên cứu mơi trường Nhật Bản

- ASF: Mơ hình khí ổn định (Atmospheric Stabilization Framework Model), Mỹ - IMAGE: Mơ hình tổng hợp đánh giá hiệu ứng nhà kính (Integrated Model to Assess the Greenhouse Effect), Hà Lan

- MARIA: Mơ hình phân bố tài nguyên công nghiệp đa khu vực (Multiregional Approach for Resource and Industry Allocation), Nhật Bản

- MESSAGE: Mơ hình chiến lược đa khả cung cấp lượng tác động chung tới môi trường (Model for Energy Supply Strategy Alternatives and their General Environmental Impact), Áo

- MiniCAM: Mơ hình đánh giá khí hậu thu nhỏ (Mini Climate Assessment Model), Mỹ Bên cạnh đó, Nhóm I IPCC cịn phân chia khu vực để phát triển kịch dựa mô hình Có 4 vùng vĩ mơ chung cho mơ hình, kịch tính riêng cho vùng tương ứng:

- REF: Các nước cải cách kinh tế, Đông, Trung Châu Âu nước Liên bang Xô viết cũ - ASIA: Tất nước phát triển Châu Á (gồm Trung Đơng)

- ALM: Phần cịn lại giới tức nước phát triển Châu Phi, Mỹ Latinh, Trung Đông

OECD90 REF nước công nghiệp phát triển (IND), ASIA ALM nhóm phát triển (DEV)

4.1.4.2 Kết quả của kịch bản phát thải khí nhà kính

Các bảng từ 4.2 đến 4.5 cho kết lượng phát thải nồng độ phát thải số chất KNK khác theo kịch với mốc thời gian khác đến 2100 Phát thải từ kịch IS92a đưa vào để so sánh

Bảng 4.2 Lượng phát thải CO2theo kịch (tỷ CO2/năm)

Năm A1B A1T A1FI A2 B1 B2 IS92a

2000 7.97 7.97 7.97 7.97 7.97 7.97 8.4

2010 10.88 9.38 9.73 9.58 9.28 8.78 9.9

2020 12.64 10.26 12.73 12.25 10.63 9.05 11.4

2030 14.48 12.38 16.19 14.72 11.11 9.90 12.66

2040 15.35 12.65 19.97 16.07 11.72 10.69 13.58

2050 16.38 12.26 23.90 17.43 11.29 11.01 14.5

2060 16.00 11.38 25.69 19.16 9.74 11.49 15.22

2070 15.73 9.87 27.28 20.89 8.18 11.62 15.94

2080 15.18 8.02 28.68 23.22 6.70 12.15 17.12

2090 14.30 6.26 28.42 26.15 5.32 12.79 18.76

2100 13.49 4.32 28.24 29.09 4.23 13.32 20.3

Bảng 4.3 Lượng phát thải CH4 theo kịch (triệu CH4/năm)

Năm A1B A1T A1FI A2 B1 B2 IS92a

2000 323 323 323 323 347 347 390

2010 373 362 359 370 349 349 433

2020 421 415 416 424 377 384 477

2030 466 483 489 486 385 426 529

2040 458 495 567 542 381 466 580

2050 452 500 630 598 359 504 630

2060 410 459 655 654 342 522 654

2070 373 404 677 711 324 544 678

2090 314 317 715 829 266 579 733

2100 289 274 735 889 236 597 762

Bảng 4.4 Lượng phát thải N2O theo kịch (triệu N/năm)

Năm A1B A1T A1FI A2 B1 B2 IS92a

2000 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 5.5

2010 7.0 6.1 8.0 8.1 7.5 6.2 6.2

2020 7.2 6.1 9.3 9.6 8.1 6.1 7.1

2030 7.3 6.2 10.9 10.7 8.2 6.1 7.7

2040 7.4 6.2 12.8 11.3 8.3 6.2 8.0

2050 7.4 6.1 14.5 12.0 8.3 6.3 8.3

2060 7.3 6.0 15.0 12.9 7.7 6.4 8.3

2070 7.2 5.7 15.4 13.9 7.4 6.6 8.4

2080 7.1 5.6 15.7 14.8 7.0 6.7 8.5

2090 7.1 5.5 16.1 15.7 6.4 6.8 8.6

2100 7.0 5.4 16.6 16.5 5.7 6.9 8.7

Bảng 4.5 Lượng phát thải S2O theo kịch (triệu S/năm)

Năm A1B A1T A1FI A2 B1 B2 IS92a

2000 69.0 69.0 69.0 69.0 69.0 69.0 79.0

2010 87.1 64.7 80.8 74.7 73.9 65.9 95.0

2020 100.2 59.9 86.9 99.5 74.6 61.3 111.0

2030 91.0 59.6 96.1 112.5 78.2 60.3 125.8

2040 68.9 45.9 94.0 109.0 78.5 59.0 139.4

2050 64.1 40.2 80.5 105.4 68.9 55.7 153.0

2060 46.9 34.4 56.3 89.6 55.8 53.8 151.8

2070 35.7 30.1 42.6 73.7 44.3 50.9 150.6

2080 30.7 25.2 39.4 64.7 36.1 50.0 149.4

2090 29.1 23.3 39.8 62.5 29.8 49.0 148.2

2100 27.6 20.2 40.1 60.3 24.9 47.9 147.0

Đối với kịch phát thải, dự tính nồng độ CO2 tính tốn mơ hình chu trình cacbon khác Hình 4.3 biểu diễn nồng độ CO2 dự tính từ mơ hình khác ISAM

Hình 4.3 Nồng độ CO2khí quan trắc Mauna Loa từ 1958 đến 2008 (đường đứt màu đen) dự tính họ kịch SRES mơ hình chu trình cacbon sử dụng cho họ kịch BERN (đường liền) ISAM (đường đứt)

4.2 Xây dựng kịch biến đổi khí hậu tồn cầu

Xây dựng kịch BĐKH toàn cầu, cịn gọi dự tính BĐKH tồn cầu việc đưa thơng tin phản ánh điều kiện khí hậu tương lai sử dụng mơ hình khí hậu chạy với đầu vào kịch phát thải KNK

dương khí kết hợp mơ hình khí chiều, mơ hình đại dương, mơ hình băng biển, mơ hình bề mặt đất Với mơ hình kết hợp, thơng tin trạng thái khí đại dương sử dụng để tính tốn trao đổi nhiệt lượng, độ ẩm động lượng thành phần

4.2.1 Mơ hình khí hậu tồn cầu

Mơ hình khí hậu tồn cầu GCM đại có nguồn gốc từ mơ hình tốn học phát triển trước hết để dự báo hình thời tiết hạn vài ngày Năm 1922, Richardson L F người đưa ý tưởng thời tiết tương lai dự báo việc tích phân số phương trình chuyển động chất lỏng sử dụng thời tiết điều kiện ban đầu Richardson cố gắng tính tốn dự báo thời tiết tay ông lái xe cứu thương Pháp chiến tranh Thế giới thứ I Kết dự báo sai mức, điều kiện ban đầu ơng có chứa thành phần hội tụ gió giả tạo lớn Dự báo mơ hình số thành cơng sử dụng phương trình đơn giản hóa nhiều so với phương trình Richardson, nghiệm chúng nhạy cảm với điều kiện ban đầu

Dự báo thời tiết phương pháp số đề xuất khả ứng dụng máy tính điện tử John von Neumann phát triển vào cuối năm 1940 Thành công dự báo thời tiết số sử dụng máy tính điện tử Viện nghiên cứu nâng cao Princeton, New Jersey, thực nhóm Jule Charney lãnh đạo Mơ hình có lớp khí mơ tả vùng lục địa nước Mỹ Thí nghiệm số có tính đến xạ tiêu tán xây dựng sử dụng mơ hình đơn giản hai mực theo chiều thẳng đứng Sau để mơ chi tiết hồn lưu chung khí quyển, người ta đưa vào phương trình chuyển động xác hơn, tăng độ phân giải không gian ngang đứng, q trình vật lý điều khiển hồn lưu chung khí quyển, xạ, giải phóng ẩn nhiệt, tiêu tán ma sát mô tả sát thực Chất lượng mô nhận mơ hình khí cải thiện nhờ nghiên cứu thực nghiệm chuyên sâu liên quan đến việc cung cấp thông tin dự báo thời tiết thực tế Cùng với nỗ lực để tăng chất lượng dự báo thời tiết cố gắng lớn việc thu thập số liệu quan trắc thời tiết bề mặt mực khí cao Những quan trắc dùng để mơ tả trạng thái khí dùng cho việc điều chỉnh dự báo ban đầu

Do tầm quan trọng đại dương hệ thống khí hậu nên nhà mơ hình hố bắt đầu “ghép” mơ hình hồn lưu chung đại dương (OGCM) với mơ hình hồn lưu chung khí (AGCM) để tạo thành hệ thống mơ hình kết hợp đại dương khí (AOGCM) Đến năm 1980 mơ hình AOGCM thiết lập tiêu chuẩn mơ hình hố khí hậu Các mơ hình AOGCM mơ (a) Thông lượng nhiệt ẩm (bốc hơi) từ đại dương vào lớp biên khí quyển; (b) Thơng lượng nhiệt giáng thủy từ khí vào đại dương; (c) Sự điều khiển gió hồn lưu đại dương; (d) Sự biến đổi độ cản gió biến đổi độ cao sóng (e) Các q trình quan trọng khác mặt phân cách khí - đại dương kết vận chuyển xon khí từ hạt nước biển vận chuyển hóa học khơng khí nước Các mơ hình AOGCM khơng ngừng phát triển hồn thiện thơng qua việc tăng độ phân giải không gian cải tiến mô đun động lực sơ đồ tham số hóa (chẳng hạn băng biển, lớp biên khí quyển, lớp xáo trộn đại dương) Nhiều trình quan trọng đưa vào mơ hình, bao gồm trình ảnh hưởng đến nhân tố tác động (ví dụ xon khí mơ hình hóa mối tương tác với q trình khác nhiều mơ hình)

Khả mơ khí hậu tồn cầu quy mơ từ mùa đến nhiều năm GCM nhiều nghiên cứu chứng minh GCM dự báo mùa hoạt động xoáy thuận nhiệt đới Đại Tây Dương thông qua việc dự báo khu vực phát triển chúng Hiện nay, nhiều GCM nghiên cứu ứng dụng mơ khí hậu q khứ dự tính khí hậu tương lai theo kịch BĐKH, CCSM (Community Climate System Model), ECHAM (European Centre Hamburg Model), Theo kết tổng hợp Báo cáo lần thứ IPCC, mơ hình đạt tiến vượt bậc mơ nhiều khía cạnh khí hậu trung bình Các mơ giáng thủy, khí áp mực biển nhiệt độ bề mặt nhìn chung cải thiện số khiếm khuyết, giáng thủy vùng nhiệt đới Đối với giáng thủy, mơ hình nói chung cho mô thấp thực tế hầu hết kiện cực đoan Việc mô xốy thuận ngoại nhiệt đới có nhiều tiến Một số mơ hình sử dụng để dự tính biến đổi xốy thuận nhiệt đới Kết cho thấy chúng mơ thành cơng tần suất phân bố xốy thuận nhiệt đới quan trắc Các mơ hình mô dạng chủ đạo biến động khí hậu ngoại nhiệt đới, NAM/SAM (the Northern and Southern hemisphere Annular Modes), PNA (Pacific/North American), PDO (Pacific Decadal Oscillation) Mặc dù vậy, mơ hình chưa tái tạo số đặc điểm dạng biến động Hiện có số mơ hình mơ nhiều đặc tính quan trọng ENSO (El Nino/Southern Oscillation), mô dao động Madden-Julian nói chung cịn chưa tốt

Đối với bài tốn dự tính BĐKH, từ kịch phát thải KNK, thơng tin phản ánh điều kiện khí hậu tương lai xác định chạy mơ hình khí hậu tồn cầu với hàm lượng KNK dự tính khí Các kịch BĐKH tồn cầu sau xây dựng dựa kết dự tính Nói chung mơ hình khác đưa sản phẩm dự tính khơng giống tính bất định ln ln tiềm ẩn mơ hình Theo Báo cáo lần thứ IPCC, kết từ mơ hình GCM mơ khí hậu tồn cầu cho thấy nhiệt độ lượng mưa trung bình khu vực có sai số mang tính hệ thống so với quan trắc Nhiệt độ mơ thấp cịn giáng thủy lại mạnh so với thực tế tất khu vực hầu hết mùa Sai số mô nhiệt độ trung bình năm biến thiên từ -2.5o

dao động từ đến 7oC, ngoại trừ khu vực Đông Nam Á, sai số giảm 3.6oC Đối với lượng mưa, sai số lớn Bắc Á Đông Á lớn cao ngun Tây Tạng Các mơ hình GCM trường hợp rõ ràng có vấn đề mơ điều kiện khí hậu khu vực cao ngun Tây Tạng khơng mơ tả hiệu ứng địa hình phức tạp trình hồi tiếp albedo mở rộng tuyết đỉnh núi

Trong mơ hình đơn lẻ tồn điểm mạnh điểm yếu khiến cho “khơng mơ hình xem tốt việc sử dụng kết từ nhiều mơ hình quan trọng” Nếu hiểu sai số mơ mơ hình khác độc lập, trung bình mơ hình kỳ vọng tốt thành phần riêng lẻ, cung cấp dự tính “tốt nhất” Một số kết nghiên cứu điều này, cho dự báo mùa cho việc tái tạo điều kiện khí hậu từ mơ phỏng, dự tính khí hậu hạn dài Bởi vậy, để giảm bớt tính bất định, với kịch phát thải, sản phẩm dự tính nhiều mơ hình khác sử dụng để xây dựng kịch BĐKH Việc sử dụng tổ hợp mô hình tồn cầu chạy trung tâm mơ hình hóa khác triển khai cho dự tính/dự báo khí hậu quy mơ thời gian từ mùa đến nhiều năm kỷ Một dự án quan trọng vấn đề kể đến dự án so sánh đa mơ hình khí hậu (CMIP), thu thập liệu đầu 25 mơ hình/phiên mơ hình tồn cầu nhằm phục vụ cho Báo cáo đánh giá lần thứ thực nhóm làm việc thứ IPCC Hiện nay, dự án CMIP5 tiến hành, tiếp nối dự án CMIP3 với mục tiêu phục vụ Báo cáo đánh giá lần thứ IPCC dự kiến xuất vào tháng năm 2013

4.2.2 Một số kết dự tính BĐKH tồn cầu từ IPCC

Nói chung mơ hình khác đưa sản phẩm dự tính khơng giống tính bất định ln ln tiềm ẩn mơ hình Bởi vậy, để giảm bớt tính bất định, với kịch phát thải, sản phẩm dự tính nhiều mơ hình khác sử dụng để xây dựng kịch BĐKH Dựa nguyên tắc đó, IPCC tổng hợp, phân tích đưa kịch BĐKH tồn cầu cơng bố Báo cáo lần thứ 4, năm 2007 Dưới số kết xu hướng BĐKH toàn cầu với kịch khác số yếu tố khí hậu

Nhiệt độ:Với kịch khơng tính đến việc chủ động giảm phát thải, mơ hình cho thấy nhiệt độ trung bình bề mặt tiếp tục tăng lên kỷ 21, chủ yếu tăng nồng độ KNK nhân tạo Phân tích sản phẩm mơ hình tồn cầu với kịch phát thải B1, A1B A2 cho thấy nhiệt độ trung bình giai đoạn 2011-2030 cao nhiệt độ trung bình giai đoạn 1980-1999 khoảng từ 0,64º đến 0,69º

Từ kỷ 21 (2046-2065), việc lựa chọn kịch phát thải trở nên quan trọng có khác biệt đáng kể tăng nhiệt độ trung bình bề mặt kịch bản: 1,3ºC, 1,7ºC, 1,8ºC tương ứng với B1, A1B A2 Sự ấm lên bề mặt kèm với khoảng bất định giai đoạn 2090-2099 so với giai đoạn 1980-1999 B1: 1,8°C (1,1 đến 2,9°C), B2: 2,4°C (1,4 đến 3,8°C), A1B: 2,8°C (1,7 đến 4,4°C), A1T: 2,4°C (1,4 đến 3,8°C), A2: 3,4°C (2,0 đến 5,4°C) A1FI: 4,0°C (2,4 đến 6,4°C)

độ tăng nhanh so với nhiệt độ cao ngày, dẫn tới việc giảm biên độ biến trình ngày nhiệt độ Ở vùng vĩ độ cao trung bình số ngày đơng giá

Hình 4.4 Nhiệt độ trung bình bề mặt (so với giai đoạn 1980-1999) cho kịch phát thải A2, A1B, B1 kỷ 20 tương lai [IPCC, 2007]

Mƣa:Các mơ hình cho thấy lượng mưa nhìn chung tăng lên nơi mưa nhiều thuộc vùng nhiệt đới (ví dụ, khu vực gió mùa) đặc biệt vùng nhiệt đới Thái Bình dương; vùng cận nhiệt đới có xu hướng giảm mưa, mưa lại nhiều lên vùng vĩ độ cao Đó kết việc tăng cường chu trình nước tồn cầu Giá trị trung bình tồn cầu nước, bốc lượng mưa có xu hướng tăng

Hình 4.5 Biến đổi từ trung bình mơ hình với (a) Lượng mưa (mm/ngày), (b) độ ẩm đất (%), (c) dòng chảy (runoff, mm/ngày) (d) bốc (mm/ngày) Những vùng có dấu chấm nơi có đến 80% mơ hình có dấu Biến đổi trung bình năm kịch SRES A1B cho giai đoạn 2080-2099 tương ứng với 1980-1999 [IPCC, 2007]

ENSO:Tất mơ hình dao động nhiều năm tượng ENSO, nhiên chưa

có dấu hiệu thống mơ hình cường độ tần suất xuất kiện ENSO thể kỷ 21

lượng xốy thuận nhiệt đới tồn cầu giảm đi, kết có độ tin cậy Những mơ hình gần khơng mô đầy đủ tăng lên rõ rệt tỷ lệ bão cực mạnh từ năm 1970 đến số khu vực

Mực nƣớc biển:Mực nước biển trung bình (1980-1999) cuối kỷ 21 (2090-2099) dự kiến tăng tương ứng với kịch phát thải là: B1 từ 0,18 đến 0,38m, B2 từ 0,20 đến 0,43m, A1B từ 0,21 đến 0,48m, A1T từ 0,20 đến 0,45m, A2 từ 0,23 đến 0,51m, A1FI từ 0,26 đến 0,59m Trong tất kịch bản, tốc độ tăng trung bình kỷ 21 dường vượt tốc độ tăng trung bình giai đoạn 1961-2003 (1,8 ± 0,5 mm/năm) Với kịch A1B, tốc độ trung bình dự tính mực nước biển dâng giai đoạn 2090 – 2099 3,8 mm/năm Sự giãn nở nhiệt nguyên nhân chủ yếu (chiếm đến 70-72%) làm cho nước biển dâng tất kịch Ngoài ra, tan băng phần nguyên nhân nước biển dâng

4.3 Xây dựng kịch biến đổi khí hậu quy mơ khu vực Các mơ hình hồn lưu chung kết hợp đại dương khí cơng cụ để nắm bắt biểu hệ thống khí hậu tồn cầu Bởi tính phức tạp nhu cầu chạy tồn cầu cho thời gian dài, độ phân giải AOGCM nằm khoảng từ 400 đến 125 km Độ phân giải thô, không đủ chi tiết cho việc phân tích, đánh giá BĐKH tác động quy mơ khu vực Vì vậy, để xây dựng kịch BĐKH cho khu vực, quốc gia vùng lãnh thổ cần phảihạ thấp quy mơ sản phẩm mơ hình tồn cầu, nghĩa tạo thông tin quy mơ lưới AOGCM Có hai cách tiếp cận hạ thấp quy mơ phương pháp thống kê phương pháp động lực Ngồi cịn có cách tiếp cận sử dụng nội suy trực tiếp từ đầu AOGCM

4.3.1 Nội suy đơn giản từ ô lƣới mô hình tồn cầu

Đầu AOGCM thường liệu lưới phân giải thô Để nhận thông tin độ phân giải thấp hơn, phương pháp đơn giản nội suy đơn giản Có cách thường sử dụng là:

- Sử dụng thông tin trực tiếp lưới mơ hình

- Nội suy xuống lưới tinh sử dụng kỹ thuật đơn giản

Cách tiếp cận sử dụng giá trị điểm lưới gần Điểm lưới gần điểm lưới có khoảng cách ngắn đến điểm địa phương xem xét, điểm lưới có độ cao đặc điểm khí hậu Cách tiếp cận có số nhược điểm sau:

- Thiếu hụt độ tin cậy kết BĐKH quy mô khu vực từ đầu mơ hình tồn cầu, dẫn đến quy mơ khơng gian khu vực xem xét phải chiếm nhiều ô lưới AOGCM;

- Các vị trí gần lại nằm lưới khác có đặc điểm khí hậu gần thời kỳ chuẩn lại khác theo kịch tương lai;

Hình 4.7 Minh họa phương pháp nội suy đơn giản 4.3.2 Phƣơng pháp hạ thấp quy mô thống kê

và q trình hồi tiếp khu vực khơng tính đến Ngồi ra, phương pháp địi hỏi phải có nguồn số liệu đủ dài để xây dựng quan hệ thống kê Đối với phương pháp hạ quy mơ thống kê, có kỹ thuật là: phân loại thời tiết (weather classification), mơ hình hồi quy (regression models) nguồn sinh thời tiết (WG -weather generator)

Kỹ thuật “phân loại thời tiết” nhóm ngày vào số hữu hạn dạng thời tiết dựa tính tương đồng đặc điểm synop Yếu tố dự báo tính dựa trạng thái thời tiết thịnh hành nhân điều kiện khí hậu thay đổi cách lấy mẫu lại sử dụng hàm hồi quy

Các mơ hình hồi quy cơng cụ đơn giản biểu diễn quan hệ tuyến tính phi tuyến yếu tố dự báo trường khí quy mơ lớn Các kỹ thuật hay dùng hồi quy đa biến, phân tích tương quan tắc, mạng thần kinh nhân tạo, dạng gần giống hồi quy phi tuyến

“Nguồn sinh thời tiết” WG kỹ thuật nhân thông tin thống kê biến khí hậu địa phương (ví dụ giá trị trung bình phương sai) Kỹ thuật dựa việc biểu diễn xuất mưa thơng qua q trình Markov cho ngày ẩm ướt/khô đợt chuyển tiếp Các biến phụ thuộc số ngày ẩm ướt, nhiệt độ xạ mặt trời thường mô dựa xuất mưa (ví dụ ngày khơ mùa hè bình qn có nhiều nắng ngày ẩm ướt) Kỹ thuật WG sử dụng cho hạ quy mô thống kê cách gắn kết tham số WG vào nhân tố dự báo quy mô lớn, trạng thái thời tiết đặc điểm mưa Sau hiệu chỉnh, mơ hình hạ quy mơ thống kê biểu diễn tốt đặc điểm thống kê trạng thái khí hậu địa phương Các kịch BĐKH quy mô khu vực từ tạo cách áp dụng mơ hình hạ quy mơ Nhiều nghiên cứu nhiệt độ lượng mưa địa phương tạo phương pháp hạ quy mô thống kê khác biệt đáng kể cho cấu trúc không gian mịn so với sản phẩm nội suy trực tiếp từ mơ hình tồn cầu

4.3.3 Các mơ hình GCM khí phân giải cao

Các mơ hình GCM với thành phần khí (AGCMs) bao gồm sơ đồ tương tác bề mặt đất giống mơ hình kết hợp AOGCM yêu cầu thông tin nhiệ độ bề mặt biển SST băng biển điều kiện biên Do quy mô thời gian gắn với q trình khí bề mặt đất ngắn so với trình đại dương, mơ hình AGCMs chạy với độ phân giải không gian cao cho khoảng thời gian tương đối ngắn (khoảng vài thập kỷ) Các thông tin SST băng biển dùng để chạy mơ hình nhận từ quan trắc từ AOGCMs

trong ví dụ tiêu biểu mơ hình bảo giác lập phương CCAM Úc, chạy Bộ mơn Khí tượng, Đại học Khoa học Tự nhiên Các mơ hình VRGCM, thơng qua phép co dãn cho phép có tăng cường phân giải cho số khu vực định giữ tương tác khí tồn cầu số điểm lưới tính tốn khơng bị tăng lên Cùng với phát triển lực tính tốn cơng nghệ, tương lai, mơ hình tồn cầu hứa hẹn đạt đến mức độ chi tiết theo quy mô khu vực

4.3.4 Hạ thấp quy mô động lực mơ hình khí hậu khu vực

Mặc dù GCM đạt tiến vượt bậc việc tái tạo khí hậu khứ dự tính khí hậu tương lai chúng chưa thể mơ tốt khí hậu cho khu vực hầu hết GCM có độ phân giải thấp tính đến thời điểm tại, khơng đủ để mơ tả đặc trưng khu vực khí hậu gió mùa, địa hình hệ sinh thái phức tạp, đặc biệt tác động mạnh mẽ người Do đó, từ năm đầu thập kỷ 90 kỷ 20, mơ hình khu vực hạn chế (LAM) áp dụng vào nghiên cứu khí hậu khu vực thơng qua kỹ thuật “lồng ghép” chiều, điều kiện ban đầu (IC) điều kiện biên xung quanh (LBC) cần để chạy LAM cung cấp số liệu tái phân tích tồn cầu từ sản phẩm GCM Đó mơ hình khí hậu khu vực (RCM) Phương pháp lồng ghép RCM vào GCM thường gọi hạ thấp quy mơ động lực, hay chi tiết hóa động lực (Hình 4.8, 4.9)

Hình 4.8 Minh hoạ phương pháp hạ quy mô động lực sử dụng RCM

Hình 4.9 Lưới 1,4°×1,4° đầu mơ hình tồn cầu CCSM lưới 0,3°×0,3° kết hạ quy mơ động lực từ CCSM sử dụng mơ hình khu vực RegCM Khu vực hiển thị đồng sông Hồng

Bảng 4.6 So sánh số đặc điểm phương pháp hạ quy mô: thống kê động lực

Hạ quy mô thống kê Hạ quy mô động lực

Các biến đầu lúc mang tính thống vật lý

Mang tính thống biến địa phương/khu vực

Địi hỏi tài ngun tính tốn ít, tổ hợp thực nhiều thử nghiệm khác

Địi hỏi tài ngun tính tốn cao, tiến hành số thử nghiệm

Đầu có đặc điểm thống kê tương tự với quan trắc sử dụng

Đầu lưới với đặc điểm thống kê phụ thuộc vào quy mô ô lưới

Phân giải thời gian phụ thuộc vào phương pháp sử dụng, thường từ tháng đến ngày

Phân giải thời gian cao Thơng tin khí hậu địa phương (quy

mơ điểm) dẫn xuất từ đầu GCM; đưa biến khơng có đầu mơ hình

Thơng tin khí hậu với độ phân giải cao (10-60 km) dẫn xuất từ đầu GCM sử dụng RCM

Đòi hỏi nỗ lực việc thu thập liệu triển khai phương pháp hạ quy mơ;

Địi hỏi chuỗi liệu quan trắc tương đối dài

Đòi hỏi nỗ lực việc sử dụng đầu GCM làm điều kiện biên cho mô hình khí hậu khu vực

Các yếu tố dự báo thể tốt khứ so sánh với quan trắc khơng có chất lượng tương tự tương lai

Các sơ đồ tham số hóa khơng cịn thích hợp cho tương lai

Sau thẩm định kỹ qua mơ khí hậu khu vực, mùa, mô hình RCM ứng dụng để dự báo khí hậu khu vực với IC LBC lấy từ trường dự báo/dự tính GCM Sai số dự báo/dự tính RCM trường hợp bao gồm sai số mơ hình (khả mơ hình) sai số GCM

Tương tự mơ hình khu vực dự báo thời tiết, mơ hình khí hậu khu vực sử dụng trường toàn cầu làm điều kiện ban đầu điều kiện biên phụ thuộc thời gian Tuy nhiên, sự khác biệt bản hai loại mơ hình điều kiện ban đầu có ý nghĩa định đến độ xác dự báo mơ hình thời tiết mơ hình khí hậu vai trị điều kiện biên

Thông thường RCM cập nhật điều kiện biên xung quanh từ trường toàn cầu cung cấp sau khoảng thời gian cách 6h Vai trò điều khiển trường tồn cầu thực thơng qua việc “truyền thơng tin” qua vùng đệm dải biên ngồi miền tính mơ hình vào phía Nhiều nghiên cứu rằng, ngồi kỹ vốn có xác định động lực học vật lý mơ hình, độ xác mơ RCM có liên quan mật thiết với việc lựa chọn miền tính Kích thước miền nhỏ, ảnh hưởng LBC đến kết mô lớn Ngược lại, miền tính có kích thước lớn, xa biên vào phía miền tính kết mơ chủ yếu phụ thuộc vào kỹ mơ hình; thời gian tích phân dài thích ứng mơ hình tác động điều kiện biên giảm, dẫn đến không phù hợp mô mơ hình tác động qui mơ lớn từ điều kiện biên truyền vào Do đó, cần lựa chọn miền tính cho kích thước khơng q lớn bảo đảm cho tác động địa phương thể tăng độ phân giải đồng thời vai trị điều khiển trường tồn cầu thơng qua điều kiện biên phát huy tác dụng Ngoài ra, vị trí miền tính cịn phụ thuộc vào nguồn số liệu đầu vào Một số nghiên cứu khiếm khuyết số liệu vùng đại dương nhiệt đới, việc mở rộng miền tính phía vĩ độ thấp làm giảm độ xác mơ RCM chất lượng trường tồn cầu Vị trí miền tính qua khu vực có địa hình phức tạp gây nhiễu ảnh hưởng xấu tới kết mô không phù hợp giá trị trường lưới độ phân giải thô GCM giá trị nội suy lưới độ phân giải tinh RCM Ở nơi có địa hình cao, sai số mơ cịn sinh việc “ngoại suy” biến bề mặt trường điều khiển Nói chung cần phải tránh việc đặt biên khu vực có địa hình phức tạp

Độ phân giải mơ hình quan trọng thiết lập thử nghiệm mơ khí hậu khu vực Lựa chọn độ phân giải khác dẫn đến việc điều chỉnh hiệu ứng tác động vật lý tham số hoá khác Khi tăng độ phân giải biểu diễn tốt chu trình thuỷ văn địa hình mơ tả chi tiết Độ phân giải cao cải thiện khả biểu diễn hệ thống xoáy thuận xốy thẳng đứng, sinh nhiễu đơi làm tăng sai số mơ vài khía cạnh khí hậu mơ hình Chính vậy, trình thử nghiệm cần lựa chọn độ phân giải khác để biểu diễn q trình có qui mơ khác Nói chung khơng có lựa chọn độ phân giải cho miền địa lý Tác động thay đổi độ phân giải thẳng đứng kết mơ khí hậu khu vực RCM chưa đề cập nhiều chưa có kết luận rõ ràng

1995], “Báo cáo tổng kết đề tài KC08.29/06-10: Nghiên cứu tác động BĐKH toàn cầu đến yếu tố tượng khí hậu cực đoan Việt Nam, khả dự báo giải pháp chiến lược ứng phó” GS TS Phan Văn Tânchủ trì [Phan Văn Tân, 2010]

4.3.5 Một số kết dự tính BĐKH quy mơ khu vực từ IPCC

Tổng hợp kết kịch BĐKH xây dựng (đa số với kịch phát thải trung bình A1B) qui mơ khu vực, Báo cáo lần thứ IPCC có số nhận định sau (xem thêm Hình 4.11 4.12):

Với khu vực nói chung trái đất, nhiều khả tất khu vực ấm lên kỷ 21

Tạichâu Phi, ấm lên toàn châu lục với tốc độ nhanh tốc độ trung bình tồn cầu vào

tất mùa, khu vực cận nhiệt đới khô ấm lên nhiều so với khu vực nhiệt đới ẩm Lượng mưa trung bình năm dường giảm vùng Địa Trung Hải thuộc Châu Phi phía Nam Sahara Mưa Nam Phi giảm chủ yếu vào mùa đơng bờ phía Tây Có nhiều dấu hiệu cho thấy lượng mưa trung bình năm Đơng Phi tăng

Nhiệt độ trung bình Châu Âu dường tăng nhanh tốc độ trung bình tồn cầu Theo mùa, Bắc Âu vào mùa đông Địa Trung Hải vào mùa hè nhiệt độ tăng nhiều Nhiệt độ tối thấp mùa đông Bắc Âu dường tăng nhiều so với trung bình Nhiệt độ tối cao mùa hè tăng nhiều Nam Trung Âu Lượng mưa năm dường tăng khắp Bắc Âu giảm hầu hết khu vực Địa Trung Hải Tại Trung Âu, lượng mưa tăng vào mùa đông giảm vào mùa hè Các tượng cực đoan mưa ngày dường tăng Bắc Âu Số lượng ngày mưa năm dường giảm khu vực Địa Trung Hải Nguy hạn hán mùa hè có xu hướng tăng Trung Âu khu vực Địa Trung Hải Độ dài mùa tuyết bị rút ngắn lượng tuyết có xu hướng giảm hầu hết khu vực châu Âu

TạiBắc Mỹ, ấm lên với tốc độ lớn tốc độ trung bình tồn cầu hầu hết khu vực Theo mùa, ấm lên dường mạnh mùa đơng vùng phía Bắc mùa hè phía Tây Nam Nhiệt độ tối thấp mùa đơng dường tăng nhiều trung bình Bắc Bắc Mỹ Nhiệt độ tối cao mùa hè dường tăng nhiều trung bình phía Tây Nam Lượng mưa trung bình năm có xu hướng tăng Canada Đông Bắc Hoa Kỳ, dường giảm vùng Tây Nam Phía Nam Canada, lượng mưa dường tăng vào mùa đông mùa xuân giảm vào mùa hè Độ dài mùa tuyết lượng tuyết có xu hướng giảm hầu hết khu vực Bắc Mỹ ngoại trừ bắc Canada

Trung Nam Mỹ có tốcđộ ấm lên trung bình khu vực dường lớn tốc độ ấm lên toàn cầu ngoại trừ Nam Nam Mỹ (nơi tốc độ ấm lên tương đương tốc độ trung bình tồn cầu) Lượng mưa trung bình năm dường giảm hầu hết khu vực Trung Mỹ phía nam dãy Andes Mưa mùa đông Tierra del Fuego (giữa Chile Achentina) mưa mùa hè Đông Nam Nam Mỹ dường tăng lên

Châu Úc New Zealand có tốc độ ấm lên dường lớn đại dương xung quanh,

đông, với tốc độ ấm lên Đảo Nam (South Island) New Zealand dường nhỏ tốc độ ấm lên trung binh tồn cầu Lượng mưa có xu hướng giảm Nam Tây Nam châu Úc vào mùa đông dường giảm Nam châu Úc vào mùa xuân Ở Tây Đảo Nam New Zealand, lượng mưa dường tăng lên Sự thay đổi lượng mưa Bắc Trung Úc không rõ ràng Tần suất ngày nhiệt độ cao cực đoan Úc New Zealand có xu hướng tăng Tần suất tượng lạnh cực đoan có xu hướng giảm Các kiện mưa cực đoan tăng, ngoại trừ vùng có lượng mưa trung bình giảm rõ rệt (Nam Úc mùa đông mùa xuân) Nguy xảy hạn hán khu vực phía Nam châu Úc tăng lên

Trong kỷ 21, Bắc Cực có xu hướng ấm lên nhanh so với tốc độ trung bình tồn cầu Lượng mưa năm có xu hướng tăng lên rõ rệt Lượng mưa tăng nhiều vào mùa đơng mùa hè Băng Bắc Cực có xu hướng giảm độ phủ lẫn độ dày Tại Nam Cực

cũng có xu hướng ấm lên lượng mưa tăng lục địa Ngồi chưa có kết luận rõ ràng việc thay đổi tần suất kiện mưa nhiệt cực đoan vùng cực

(http://www.iiasa.ac.at (http://www.ipcc-data.org/ancilliary/tar-isam.txt ( http://www.ipcc-data.org/ancilliary/tar-bern.txt 1999 [IPCC, 2007 [, trì [, 2010